降低IGCC系统中回收CO2能耗的新思路

本文基于CO2三相图分析,归纳了CO2由气态(常温常压)转变为液态或固态的四种途径,提出了压缩-制冷液化结合法降低IGCC系统中回收CO2能耗的新思路,并基于这个思路设计了由半闭式循环与单级氨吸收制冷逆循环耦合的IGCC新系统,为开拓研究高效的CO2准零排放IGCC新系统提供可行的途径与方案.     

CO2准零排放的IGCC系统探索研究

本文基于能源与环境综合思路和关键技术的进展,从系统集成层次探索控制CO2的新途径、凝练零排放系统的设计概念与原则,提出由氢燃料热力系统和含碳燃料热力系统并联组成新颖的CO2准零排放双循环整体煤气化联合循环系统(DC-IGCC),并对典型系统方案进行模拟分析,得出系统特性规律与有价值的结论.     

IGCC系统多目标性能统一量化评价准则

本文探讨能够综合评估IGCC系统热力、经济和环保性能的统一量化多目标评价准则,提出采用综合性能指标(CPI)作为评价准则来评估IGCC系统的综合性能。文中对该指标进行深入分析并推导出它与热力特性参数、经济因素及环保特性等关联的系统综合性能指标方程,并在IGCC综合性能的评估与优化中首次将环保变量(CO2回收率)作为系统独立设计变量进行研究。基于新的评价准则,本文开展对回收CO2的新型IGCC系统的实例研究,揭示IGCC系统综合性能与独立设计变量的关联规律,开拓系统多目标综合优化的新方法。本文研究成果为IGCC系统综合性能的评估和设计优化提供了新的思路与准则。     

新型CO2近零排放中低温太阳能化石能源互补系统研究

本文提出了新的CO₂近零排放中低温太阳能化石能源互补系统（ZE-SOLRGT）并对其进行了热力性能分析。该系统在SOLRGT系统基础上引入纯氧燃烧,构成以水为工质的准联合循环。中低温太阳能集热与水蒸发过程相集成,改善了换热匹配,增大了工质流量,提高了输出功与热效率;并通过热化学反应品位得以提升,最终借由燃机循环实现高效热功转换。系统以低能耗实现了CO₂近零排放。研究表明ZF-SOLRGT相对SOLRGT尾气排放（火用）损减少了50.5%,热效率提高了3.6%,实现了CO₂分离与能源高效利用的一体化集成。     

IGCC系统多变量综合优化设计

本文探讨研究IGCC系统无约束时多变量综合优化设计及其系统性能特性规律。本文通过IGCC系统热力特性分析,确定了系统的独立变量,并基于有关部件通用模型组建了 IGCC系统通用模型,为无燃气轮机母型硬件约束时的综合优化设计奠定了基础。结合典型实例的模拟分析,揭示了有别于现行的有约束的设计优化的系统性能特性规律。从而提出 IGCC系统无约束综合优化分析的新方法。     

二甲醚/动力多联产系统初步研究

本文针对两步法二甲醚/动力多联产系统进行了研究。通过对两步法二甲醚生产和动力两个系统的分析整合,使用ASPEN对流程进行了模拟计算,考察了两步法DME和IGCC联产系统的特性。发现两步法DME-IGCC联产与两步法:DME和IGCC分产相比,折合热转功效率提高了5.66个百分点,折合合成能耗下降了26.05％,相对节能率为8.46％。     

水煤浆与干粉给料方式两种IGCC系统的(火用)分析

通过将煤气化过程与联合循环系统相结合,IGCC成为目前最有发展前途的洁净煤技术之一.但以往对IGCC系统的研究多集中联合循环或气化过程本身,而忽略了气化效率对系统整体性能的影响.为揭示气化过程与系统性能之间联系,本文对Texaco与Shell公司的两个IGCC系统实例分别进行了流程模拟和(火用)分析,并着重从热力学角度比较了系统煤气化部分的差异对系统整体性能的影响,得出结论:Shell煤气化技术与Texaco煤气化技术相比,气化过程的(火用)损失相对减小15%,冷煤气效率提高2.6个百分点,系统热转功效率上升2.1个百分点.本文研究成果为IGCC系统进一步改进提供了热力学基础理论支撑.     

近零排放双燃料多功能系统特性规律分析及优化

本文对煤/天然气双燃料氢电联产多功能系统进行了特性规律分析.从燃料互补和能量综合梯级利用角度,分析了重整条件、氢气分离率对系统节能率的影响,以及多功能系统特征参数的变化规律,得到了新系统可以提高燃料化学能利用效率,同时可以降低CO2分离能耗的结论.在能量利用上的优势和对CO2的有效控制,使得新系统相对参考系统可以实现低能耗分CO2.     

内外燃煤一体化联合循环发电系统集成与特性

本文开拓研究新颖的内外燃煤一体化联合循环发电系统.综合分析IGCC和PFBGC及GRAZ等循环系统特点与不足,提出新的循环发电系统的设计构思;基于能量综合梯级利用原理,阐述新的多重联合循环系统的集成思路和原理.通过大量数值计算与分析,全面剖析新系统热力特性规律;还对系统的经济性和环保特性进行分析与比较.本文研究成果为相关的洁净煤发电技术提供理论支撑和设计分析方法.     

IGCC中空分系统特性及其对整体性能影响

本文利用Aspen-plus软件对典型的空分装置进行了模拟分析(含(?)分析),得出空分系统性能特性(包括内部状态参数和能耗分布),在此基础上探讨不同空分流程的IGCC系统性能随整体化系数Xas等变化的规律,并通过大量数值计算分析比较了高压整体化空分系统与低压独立空分系统的情况。本文研究成果对IGCC系统方案设计有较大的参考价值。     

IGCC系统全工况设计优化新方法

本文研究开拓基于全工况特性的IGCC联合循环系统设计优化新方法。应用全工况和独立变量概念探讨分析系统设计优化特点和全工况特性规律,寻求系统分析方法和评价准则创新,寻求突破热力系统传统的ISO基准工况设计框架的途径,开展相关实例比较分析研究以验证新方法的有效性。研究表明,应用新方法设计优化得出的IGCC系统性能特性更加贴近实际运行情况与需求。本文研究成果将为相关系统设计优化与运行控制提供有效手段。     

低温太阳热能与化学链燃烧相结合控制CO2分离动力系统

本文探索并提出控制CO2分离的低温太阳热能与清洁合成燃料甲醇-三氧化二铁化学链燃烧相结合的新颖能源动力系统。基于图象(?)分析方法,明确地指出甲醇化学链燃烧能量释放过程燃烧堋损失减小和低温太阳热能品位提升的机理。从能源有效利用和环境相容出发,研究和揭示化学链燃烧与太阳能有机整合共同减小CO2分离能耗的特性规律。相比不分离常规联合循环,新系统(?)效率提高约6．2个百分点;与分离CO2的联合循环相比,新系统媚效率提高约14．2个百分点。同时,低温太阳热能热转功效率可达到22．5％。     

整体煤气化联合循环(IGCC)系统整体综合优化

本文提出ＩＧＣＣ系统两层次和联合循环两大块交叉迭代的整体综合优化的新思路和新方法,对大型ＩＧＣＣ电站系统进行模块化建模和模拟分析,总结和揭示了ＩＧＣＣ系统综合优化的规律,得出了许多有实用参考价值的结论．     

新型IGCC系统研究与概念设计

本文开拓研究新型整体煤气化联合循环（ＩＧＣＣ）系统。基于ＩＧＣＣ关键技术进展与系统综合分析新方法的研究，设计构筑出新型的ＩＧＣＣ系统，通过模拟分析；揭示了其热力特性，得出了一些有价值的结论。新系统效率已突破５０％，有强的竞争力与发展前景，本研究成果将为研制新一代ＩＧＣＣ系统提供技术方案和理论分析方法。     

新型双燃料重整联合循环发电系统

本文提出了一种新型双燃料重整联合循环发电系统。该系统通过重整反应实现了煤和天然气的综合利用,煤的燃烧过程为天然气/水蒸汽重整反应提供了高温反应热,通过双燃料重整煤的部分化学能间接转化到合成气中,然后合成气进入联合循环燃烧作功。研究结果表明双燃料联合循环的供电效率为49.4%-53.2%,煤的折合供电效率为42.4%-44.6%,与IGCC(动力部分相同时为44%-46%)相比供电效率降低1-2个百分点,但是投资大约降低30%。本文的研究开拓性地为煤的清洁高效利用提供了新途径。     

利用LNG冷(火用)的准零CO2排放循环探析

本文研究利用LNG冷(火用)来完善燃用它的热机性能,既提高了效率,又能回收用LNG燃料热机的唯一主要排放-CO2.这种系统的温度区间横跨大气温度,会有很多新的特点值得探索.作为前期研究,本文建议了两种新循环,分别基于Brayton循环与超临界Rankine循环,且分别适用于LNG超临界及亚临界汽化过程.文中对此两种循环进行了分析计算与讨论,说明建议是可行的,热机效率可达60%以上,且同时基本回收所有燃烧产生的CO2.